Radioatividade: efeitos e aplicações
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- Raphaella Cunha
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1 Radioatividade: efeitos e aplicações Miguel Neta, junho de 2019 [Imagem:
2 Fontes de radioatividade Naturais Artificiais Nuclídeos primários existem desde a formação da Terra (tório-232, urânio-235, urânio-238 ); Nuclídeos secundários formados por desintegração dos primários. Tem um tempo de vida mais curto que os primários; Nuclídeos induzidos formam-se constantemente por interação das radiações cósmicas com átomos na atmosfera/terra. Isótopos radioativos preparados (para agricultura, indústria, medicina, ciência); reatores nucleares... Radioatividade: efeitos e aplicações 2
3 Relembrar Radiação ionizante Radiação Ionizante Não ionizante Ioniza átomos e moléculas Aquece Raios gama Raios X UV Visível IV Micro-ondas Rádio Radioatividade: efeitos e aplicações 3
4 Efeitos da radioatividade Os efeitos devem-se à ionização das moléculas, podendo alterar a sua estrutura e consequente morte das células de que fazem parte. Os efeitos podem ser: Agudos: perda de apetite, febre, hemorragias ; Longo prazo: mutações genéticas, doenças cancerígenas. Radioatividade: efeitos e aplicações 4
5 Efeitos da radioatividade Os efeitos dependem de: Tipo de radiação; Dose de radiação recebida (D); D = E M em que: E energia recebida (joule, J) M massa do material (quilograma, kg) Unidade SI: gray, Gy. Tipo de tecido atingido. Radioatividade: efeitos e aplicações 5
6 Deteção de radioatividade Contador Geiger-Muller Funcionamento: 1. Emissões radioativas entram no detetor. 2. O gás (nobre) no interior do detetor é ionizado. 3. O gás torna-se condutor. 4. A corrente elétrica detetada é relacionada com o número de partículas ionizantes iniciais. Átomo de gás ionizado Ânodo Radiação ionizante Contador Radioatividade: efeitos e aplicações [Imagem: [Imagem: byjus.com] [Imagem: Wikipedia] 6
7 Deteção de radioatividade Dosímetro Permite fazer o acompanhamento do utilizador. Radioatividade: efeitos e aplicações 7
8 Produção de pares Produção do par eletrão-positrão Conversão de um fotão (radiação ) num par eletrão-positrão: γ e + e + Resultado prático da equação E = m c 2 positrão O fotão tem que ter energia superior à massa em repouso eletrão+positrão! E=1,022 MeV (Radiação gama) núcleo eletrão Radioatividade: efeitos e aplicações 8
9 Produção de pares Aniquilação do par eletrão-positrão e + e + 2 γ Lei da Conservação da Energia Mecânica Cada fotão produzido tem metade da energia do fotão inicial. Lei da Conservação do Momento Linear Os fotões resultantes têm sentidos opostos. fotão fotão eletrão Conservação da carga elétrica. + eletrão fotão Radioatividade: efeitos e aplicações 9
10 Aplicações da radiação ionizante TAC Tomografia Axial Computorizada; PET Tomografia por Emissão de Positrões; Tratamento oncológico; Marcadores de exames. Radioatividade: efeitos e aplicações 10
11 Aplicações da radiação ionizante PET (Positron Emission Tomography) TEP (Tomografia por Emissão de Positrões) 1. Utiliza-se glicose ligada a um elemento radioactivo. Unidade de processamento 2. A mistura é injetada no paciente. 3. O isótopo radioativo emite um positrão. 4. Aniquilação positrão+eletrão, emitindo dois fotões gama em direções opostas. 5. As regiões que estão a metabolizar a glicose em excesso aparecerão na imagem. 6. É criada uma imagem da área estudada. Aniquilação positrão-eletrão Reconstrução da imagem [Imagem: Jens Maus] Radioatividade: efeitos e aplicações 11
12 Aplicações da radiação ionizante PET (Positron Emission Tomography) TEP (Tomografia por Emissão de Positrões) Cérebro Normal Leve comprometimento cognitivo Doença de Alzheimer [Imagem: berkeley.edu] Radioatividade: efeitos e aplicações 12
13 Aplicações da radiação ionizante PET (Positron Emission Tomography) TEP (Tomografia por Emissão de Positrões) Fígado Exame CT* Tumores subtis Exame PET Tumores bem visíveis * CT (Computed Tomography), de raios X. [Imagem: Radioatividade: efeitos e aplicações 13
14 Aplicações da radiação ionizante PET (Positron Emission Tomography) TEP (Tomografia por Emissão de Positrões) Imagem de corpo inteiro Radioatividade: efeitos e aplicações 14
15 Radiofármacos Flúor-18 metabolismo dos órgãos e tecidos. Nitrogénio-13 perfusão sanguínea. Carbono-11. Oxigénio-15 cérebro. Sódio-24 sistema circulatório. Rubídio-82 estudo da perfusão cardíaca. Iodo-123 e iodo-131 tiróide. Tecnécio-99 coração, fígado, pulmão, cérebro. [Imagem: Radioatividade: efeitos e aplicações 15
16 Bibliografia C. Rodrigues, C. Santos, L. Miguelote, P. Santos, S. Machado, Física 11 A, Areal Editores, Porto, G. Ventura, M. Fiolhais, C. Fiolhais, J. A. Paixão, R. Nogueira e C. Portela, Novo 12F, Texto Editores, Lisboa, M. Alonso, E. J. Finn, Física, Escolar Editora, Lisboa, M. T. Escoval, A Acção da Química na Nossa Vida, Editorial Presença, Lisboa, /05/ /05/2018. Radioatividade: efeitos e aplicações 16
Radioatividade: efeitos e aplicações. [Imagem:
[Imagem: www.vanderbilthealth.com] Fontes de radioatividade Naturais Artificiais Nuclídeos primários existem desde a formação da Terra (tório-232, urânio-235, urânio-238 ); Nuclídeos secundários formados
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